¿Qué es el motor rotativo / wankel?

9 diciembre | 2020 | Goodyear

¿Sabes qué es un motor rotativo o Wankel? En este post te enseñamos este tipo de motores típicos de Mazda, sus peculiaridades y funcionamiento

El motor wankel o motor rotativo es un tipo de propulsor que fue ideado por Felix Wankel en 1957. Wankel era un ingeniero alemán que diseñó un motor a explosión sin cilindros que constituyó una significativa mejora sobre los diseños tradicionales, aunque apenas ha sido empleado en la industria del automóvil.

NSU (fabricante alemán de bicicletas, motocicletas y automóviles que posteriormente fue el germen de Audi), Peugeot, DKW en motos o Mercedes apostaron por esta innovadora tecnología en un principio, aunque finalmente la desecharon, quedando Mazda como la única empresa automovilística que intentó aprovechar las posibilidades de este tipo de mecánica en la producción en serie.

Wankel concibió el motor rotativo en 1924 y obtuvo la patente en 1929. A lo largo de los años, fue mejorando el diseño hasta que, finalmente, desarrolló la versión definitiva en 1957. Este tipo de motor era especialmente interesante por funcionar de forma suave y silenciosa, y con escasas averías, gracias a la simplicidad de su diseño.

Pistón

 

¿Cómo funciona el motor wankel?

Este motor de combustión interna utiliza un rotor en lugar de pistones alternativos, que acciona el cigüeñal por medio de un engranaje, comunicándole así el movimiento de giro.

En el motor wankel, los cuatro tiempos de un motor típico de ciclo Otto están dispuestos secuencialmente alrededor de un óvalo, a diferencia del movimiento recíproco de un motor de pistón. En el motor básico de Wankel de un solo rotor, un único óvalo (técnicamente un epitrocoide) rodea un rotor de tres lados (un triángulo de Reuleaux) que gira y se mueve dentro de la carcasa. Los lados del rotor se sellan contra los lados de la carcasa, y las esquinas del rotor se sellan contra la periferia interior de la carcasa, dividiéndola en tres cámaras de combustión.

A medida que el rotor gira, su movimiento y la forma de la carcasa hacen que cada lado del rotor se acerque y se aleje de la pared de la carcasa, comprimiendo y expandiendo la cámara de combustión de manera similar a los “tiempos” de un motor recíproco.

Sin embargo, mientras que un motor normal de ciclo de cuatro tiempos produce una carrera de combustión por cilindro por cada dos revoluciones (es decir, una media carrera de potencia por revolución por cilindro), cada cámara de combustión de cada rotor en el Wankel genera una “carrera” de combustión por revolución (es decir, tres carreras de potencia por revolución del rotor).

Dado que el eje de salida de Wankel está engranado para girar a tres veces la velocidad del rotor, esto se convierte en un “ciclo” de combustión por revolución del eje de salida por rotor, el doble que el motor de pistón de cuatro tiempos, y similar a la salida de un motor de dos tiempos de ciclo. Por lo tanto, la potencia de un motor Wankel es generalmente mayor que la de un motor de pistón de cuatro tiempos de similar desplazamiento en un estado de afinación similar, y mayor que la de un motor de pistón de cuatro tiempos de similares dimensiones físicas y peso.

Pistón

Ventajas del motor wankel

Los motores wankel tienen varias ventajas importantes sobre los diseños de pistones alternativos. Los motores wankel son considerablemente más simples y contienen muchas menos piezas móviles, lo que le hace más ligero (normalmente la mitad que un motor convencional de potencia equivalente), pero también eliminan completamente la masa oscilante de un motor de pistón con su tensión interna y la vibración inherente debida a la aceleración y desaceleración repetida, produciendo no solo un flujo más suave de potencia sino también la capacidad de producir más potencia al funcionar a mayores revoluciones.

Además de una mayor fiabilidad, debida a la eliminación de esta tensión recíproca en las piezas internas, la construcción del motor garantiza que, incluso cuando se sobrecalienta mucho, el motor wankel no se agarrota, como es probable que ocurra con un motor de pistón sobrecalentado.

La simplicidad del diseño y el menor tamaño del motor Wankel también permiten un ahorro en los costes de construcción, en comparación con los motores de pistón de potencia comparable.

Otra ventaja es que la forma de la cámara de combustión de Wankel y la turbulencia inducida por el rotor móvil impiden que se formen puntos calientes localizados, lo que permite utilizar combustible de muy bajo octanaje sin preignición ni detonación, una ventaja particular para los automóviles de hidrógeno.

Motor rotativo

Desventajas del motor wankel

Las emisiones contaminantes de este tipo de motores son mayores, ya que durante su funcionamiento también se quema cierta cantidad de aceite. Al mismo tiempo, es un propulsor con un mantenimiento más complejo, pues sus componentes no están pensados para trabajar sobre ellos frecuentemente, algo que provoca que sus costes de mantenimiento sean superiores.

También el consumo de un motor wankel es superior a sus equivalentes convencionales de pistones. Igualmente, pueden entregar menos par, aunque puedan alcanzar más potencia por su mayor régimen máximo de giro.

Finalmente, la sincronización de los elementos debe de ser excelente para el correcto funcionamiento. De fallar, se puede llegar a empujar al rotor en sentido contrario, provocando daños serios al rotor y al engranaje central.

Mazda ha sido la marca que más apostado por este tipo de motores, montándolos en los extintos Mazda RX-7 y Mazda RX-8 y en el Mazda 787B, que lo utilizó en su victoria en las 24 Horas de Le Mans en 1991.

Mazda ha fabricado casi dos millones de automóviles con esta tecnología y, aunque desde 2012 no tiene en su oferta ningún modelo que utilice el motor wankel, acaba de anunciar un prototipo de un nuevo motor híbrido recargable (que saldrá a la venta en 2022), que incluye un pequeño motor rotativo y del que se espera un funcionamiento como generador.

El motor wankel o motor rotativo fue una interesante alternativa a los propulsores internacionales que, finalmente, no triunfó, aunque su popularidad puede volver a crecer gracias al coche híbrido y de hidrógeno y lo que puede hacer por ellos.

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